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官能基とは、有機化合物に含まれる原子または原子のグループで、独特の化学的性質を付与するものです。
有機化学における重要な官能基の一つが、炭素原子が酸素に二重結合したカルボニル官能基です。
密接に関連する2つのカルボニルベースの有機化合物は、アルデヒドとケトンです。アルデヒドでは、カルボニル炭素はアルキル基と水素原子に結合しています。例外はホルムアルデヒドで、カルボニル炭素が2つの水素に結合しています。
一方、ケトンでは、カルボニル炭素原子は炭化水素骨格内の他の2つの炭素原子に結合しています。
カルボニル基は、カルボニル炭素に結合したヒドロキシル基からなるカルボン酸のカルボキシル基など、多くの大きな官能基の一部を形成します。
カルボン酸の官能誘導体には、カルボキシル基の水素がアルキル基に置換されたエステル、カルボキシル基のOHがアミンに置換されたアミド、OHが塩化物に置換された塩化アシルなどがあります。
多重結合は、ニトリル官能基やシアノ官能基などの他の官能基の特徴であり、炭素原子が窒素に三重結合しています。
ベンゼンは芳香族炭化水素であり、多くの場合、単結合と二重結合が交互に形成された環内の6つの炭素原子として表されます。ベンゼンから水素を1つ引いたものが、官能基であるフェニルの役割を果たします。フェニルベースの芳香環に結合したヒドロキシル基がフェノールを形成します。
アミンは、炭化水素フレームワーク内で孤立電子対が単独で結合した電気陰性窒素原子によって定義される非炭素含有官能基です。それらは、窒素に結合した炭素原子の数に応じて、一次、二次、および三次
に分類されます。同様に、リン酸官能基は、4つの酸素原子に共有結合したリン原子を持っています。リンに単独で結合した酸素原子に最大3本の炭化水素鎖を結合させて有機リン酸塩を得ることができます。
官能基は、有機分子内に発生する特定の化学的特性を持つ原子のグループであり、「R」と表記されることもあります。 官能基は、化合物にさまざまな物理的および化学的特性を適用できるようにすることで、化合物を「官能化」する事ができます。
高度な機能群の種類
以下の表は、有機化学における主要な官能基のいくつかを…
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